مبانی کار تصفیه خانه های آب

مبانی کار تصفیه خانه های آب

اسلاید 1: مبانی کار تصفیه‌خانه‌های آب تصفیه‌خانه‌های آب نقشی کلیدی در تامین آب بهداشتی قابل نوشیدن برای مردم بازی می‌کنند. در این تصفیه‌خانه‌ها فرایندهای شیمیایی و فیزیکی پیچیده‌ای بر روی آب خام انجام می‌گیرد تا قابل نوشیدن گردند.

اسلاید 2: ميزان شدت روشنايي مورد نياز در قسمتهاي مختلف يك ايستگاه پمپاژ: Offices : 50-100 ft.cdcontrol Areas: 30-75 ft.cdEquipment Area: 15-50 ft.cdOutdoor Areas: 1-5 ft.cd215 لوكس براي داخل ايستگاه پمپاژ

اسلاید 3: انتخاب فرایندهای تصفیه بر پایه کیفیت آب خامSources of Drinking WaterGroundwatershallow wellsdeep wellsSurface waterriverslakesreservoirs

اسلاید 4: aerationsofteningfiltrrationchlorinationdistribution systemآب زير زميني داراي سختي

اسلاید 5: SedimentationMixfiltrrationchlorinationSedimentationflocculationadsorptiondistribution systemآب هاي سطحي كدر داراي مواد آلي

اسلاید 6: Canadian cities – Where drinking water comes fromFiltrationSource WaterCoagulationFlocculationSedimentationDisinfectionStorageDistribution

اسلاید 7: نگرانی‌های اساسی در مورد آب آشامیدنی عبارتند از:وجود باکتری‌های بیماری‌زا(پاتوژن‌ها) در آبکمبود یا زیاد بودن غلضت بعضی از یون‌ها که در سلامتی انسان نقش دارند.ذرات معلق آببو و مزه‌ی آب

اسلاید 8:

اسلاید 9: ScreeningHydrosieve الك آبي

اسلاید 10: Mechanical Aeration

اسلاید 11: AerationDiffused AerationCoarse BubbleFine Bubble

اسلاید 12:

اسلاید 13:

اسلاید 14:

اسلاید 15:

اسلاید 16: رزينهاي تبادل يوني.

اسلاید 17: AdsorptionPACGAC

اسلاید 18: انتخاب فرایندهای تصفیه بر پایه کیفیت آب خام

اسلاید 19: مواد معلق1-      ذرات معلق زنده‌ی بیماری‌زا مانند عوامل حصبه، وبا و تخم انگل‌ها2-      ذرات معلق زنده‌ی غیر بیماری‌زا مانند برخی جلبک‌ها و تک‌سلولی‌ها3-      ذرات معلق غیر زنده مانند ذرات رسی و کلوییدها

اسلاید 20: ناخالصی‌های محلول1- آنیون‌های عمومی مانند کربنات‌ها، سولفات‌ها، کلرورها و نیترات‌ها2- کاتیون‌های عمومی مانند کلسیم، منیزیم، آهن، سدیم، منگنز و ... 3- گازها مانند دی‌اکسیدکربن، سولفید هیدروژن و متان4-عناصر سمی، ترکیبات مصنوعی، مواد آلی و فلزات سنگین مانند آرسنیک، سرب و جیوه5- عناصر رادیواکتیو

اسلاید 21: فرایندهای مختلف فیزیکی و شیمیایی تصفیه‌خانه 1-      آب‌گیری در ایستگاه پمپاژ آبگیر2-      تقسیم جریان آب در حوضچه‌ی شیرآلات ورودی (Inlet chamber)  3-      (Pre sedimentation)- مواد معلق در آب از 1000 میلی‌گرم در لیتر 4-       NH3+(Pre chlorination)5-      (Flush mixing) & (Coagulation)6-      (Flocculation)7-      (Sedimentation)8-      (Filtration)9-      (Post chlorination)10-   (Recovery)11-   تغلیظ و آبگیری لجن (Sludge thickening & dewatering)

اسلاید 22: (Flush mixing)اختلاط سریع عموما اولین فرایند تصفیه استهدف از عمل اختلاط، علاوه بر اختلاط سریع موتد منعقد كننده با آب، توزیع یکنواخت مواد در آب به منظور ناپایدار کردن کلوییدها می‌باشد.عدم اختلاط کامل، باعث افزایش کدورت آب خروجی و ازدیاد مصرف ماده دلمه‌ساز می‌شود

اسلاید 23: Rapid Mixing

اسلاید 24: مهمترین عوامل موثر در انعقاد عبارتند از: ‌نوع ماده منعقدکنندهمیزان تزریق PHغلظت محلول تغییرات سرعت مدت به‌هم‌زنی درجه حرارت آب میزان و اندازه مواد معلق.

اسلاید 25: به‌طور نمونه مشخصات یک همزن اختلاط سریع به صورت زیر می‌باشد:-زمان توقف : 30 ثانیه- گرادیان سرعت : 400 دور بر ثانیه- قدرت جذب شده روی محور : 9/1 کیلووات- ابعاد ۱/۲ * ۱/۲ * ۱/۲ متر-نوع به هم زن : محوری

اسلاید 26: مبانی طراحی واحد اختلاط سریع سرعت اختلاط به زمان تماس و شیب سرعت بستگی دارد: G= (P/ (μ.V)) ½ = ((hL γ)/ (t. μ)) 1/2 G: شیب سرعت (S-1)P: توان به‌کار رفته (وات)V: حجم ناحیه‌ی اختلاط (m3)hL: افت هد در اختلاط (m)t: زماند ماند (s): μ ویسکوزیته آب (N S /m2) یک اختلاط موثر، زمان ماند t باید بین 10 تا 30 ثانیه باشد.-   شیب سرعت G : محدوده‌ی بین 100 تا 1000 بر ثانیه می‌باشد (700 تا )برای ایجاد یک اختلاط کامل، حاصل‌ضرب دو پارامتر فوق باید بین 30000 تا 60000 باشد.

اسلاید 27: واحد زلال‌ساز یا کلاریفایر (Clarifier):انجام قسمت لخته‌سازی و ته‌نشینیعمل لخته سازي تشکیل شده در واحد اختلاط زلال‌ساز، بر اثر به‌هم‌زنی با پره‌های افقی یا قایم، به هم نزدیک شده و لخته‌های بزرگ قابل ته‌نشینی ایجاد می‌کند

اسلاید 28: Coagulation and flocculation حدود 90 تا 98 درصد لخته‌های تشکیل شده باید در این واحد ته‌نشین گردند.

اسلاید 29: كلاريفاير با جريان افقي

اسلاید 30:

اسلاید 31:      

اسلاید 32: در این روش، آبی که تا حدی منعقد شده است از درون بستر لجن عبور می‌کند. به دلیل خاصیت چسبندگی لجن، لخته‌های آب، جذب بستر شده و آب زلال به طرف بالا جریان می‌یابدلجن که در اثر جذب مواد معلق، سنگین شده و ته‌نشین مي شودزلال‌سازی با بستر لجن (Sludge blanket)

اسلاید 33: ابعاد آن را در یکی از تصفیه‌خانه‌ها به شرح زیر ارایه می‌کنیم:-          تعداد : دو واحد-          ابعاد : 19*21 متر-          عمق مفید 4.1 متر-          زمان ماند : 1.5 ساعت-          بار سطحی ته‌نشینی : 76/2 متر در ساعت-          تعداد پمپ خلاء : 2 واحد-          ظرفیت هر یک : 1080 مترمکعب در ساعت-          قدرت موتور : 11 کیلووات-          میزان مواد معلق : 750 میلی‌گرم در لیتر-          میزان مواد جامد لجن : 38007 کیلوگرم در روز-          تعداد پمپ انتقال لجن : 1+1-          حجم لجن تولیدی : 1863 متر مکعب در ساعت-          ظرفیت پمپ : 150 مترمکعب در ساعت-          هد پمپ : 5/11 متر

اسلاید 34: زلال‌سازی با بستر لجن دارای مزایا و معایبی به شرح زیر می‌باشد:مزایا:-  زلال‌سازی آب به نحو موثری با داشتن سطح و حجم نسبتا کم انجام می‌پذیرد.-   با تغییرات محدود در جریان و کیفیت آب خام، قابلیت تطابق دارد.-  اجرای ساختمانی آن به علت مستطیلی بودن شکل آن آسان‌تر است.-  بهره‌برداری از این سیستم آسان می‌باشد. معایب:-  در برابر تغییرات درجه حرارت و مواد معلق بالا حساس است.-  در مقایسه با حوض‌های ته‌نشینی متعارف، در این زلال‌سازها، هزینه‌ی تعمیرات بالاتر بوده و به بهره‌بردار ماهرتری نیاز دارد.-  جهت تشکیل بستر لجن به 2 تا 3 روز زمان نیاز است.- در صورت از بین رفتن بستر، تشکیل مجدد بستر، مصرف مقادیر زیادی مواد شیمیایی لازم است.- تمیز کردن زلال‌سازهای ضربانی به لحاظ لوله‌های کف حوضچه آسان نمی‌باشد

اسلاید 35:  برخی از مهم‌ترین مزایای پولساتور به شرح زیر است:-          زمان ته‌نشینی کوتاه است بنابراین حجم این واحد کم می‌باشد.-          حجم لجن اضافی کم می‌باشد.-          زمین کمتری نیاز دارد.-          قدرت جداسازی مواد معلق آن از آب زیاد است.-          سرمایه‌گذاری اولیه در این زلال‌ساز کمتر است.-          تجهیزات مکانیکی کمتری نسبت به ساختمانی دارد. برخی از مهم‌ترین معایب پولساتور نیز به شرح زیر هستند:-          انبساط لایه‌ی لجن نمی‌تواند از حد معینی تجاوز کند که در غیر این صورت باعث پراکندگی لجن می‌گردد.-          بهره‌برداری از آن نیاز به دقت و تجربه‌ی فراوان دارد.- بهره‌برداری این گونه زلال‌سازها نیاز به تشکیل پتوی لجن دارد. ایجاد این پتو نیازمند 7 تا 20 روز است

اسلاید 36: زلال‌ساز با تماس لجن (Solid Contact Clarifier) در انواع زلال‌سازهای با روش برخورد لجن، عمل اختلاط، انعقاد و ته‌نشینی در زلال‌ساز انجام می‌گیردمعایب:-          طراحی و اجرای ساختمان زلال‌ساز پیچیده است.-          بهره‌برداری از آن‌ها نسبتا مشکل بوده و نیاز به تخصص خاص دارد.-          با تغییرات مداوم شرایط آب خام در هنگام بهره‌برداری، این نوع زلال‌سازها نیاز به مراقبت خاص دارند.مزایا:-          تجربه‌ی بهره‌برداری از آن در ایران وجود دارد.-          در مقابل تغییرات دبی، مواد معلق و درجه حرارت، قابلیت انعطاف نسبتا خوبی دارد.-          جمع‌آوری و تخلیه‌ی لجن در زلال‌سازهای با لجن‌روب ساده‌تر است.

اسلاید 37: فلوکلاریفایرها یا کلاریفلوکولاتور (Clarifloculator)جمع‌آوری لجن در این واحدها توسط پل‌های گردنده‌ی مجهز به لجن‌روب صورت می گیرد. مقدار شدت سرعت در واحد انعقاد دایره‌ای، باید بین 20 تا 60 در ثانیه باشد. زمان ماند بین 20 تا 60 دقیقه و حاصل‌ضرب دو پارامتر فوق بین 10000 تا 150000 باشد. میزان بار سطحی برای واحد ته‌نشینی برابر با 60 مترمکعب بر مترمربع در روز و زمان ماند حدود 2 ساعت و بار سرریز حدود 170 مترمکعب بر متر در روز می‌باشد. 

اسلاید 38:

اسلاید 39: فيلتراسيونمکانیزم‌هایی را که در حذف مواد جامد نقش دارند به صورت زیر بیان می‌کنیم:-          غربال کردن-          ته‌نشینی-          فشردگی-          ممانعت یا حائل شدن

اسلاید 40: FiltrationRapid Sand Filter

اسلاید 41: بر اساس شدت فيلتراسيون بر اساس نيروي فيلتر كننده بر اساس جهت جريان بر اساس نوع محيط بستر صافي SlowRapidHigh RateUp flowDown flowSingle-MediaPressureGravityDual-MediaMixed-MediaContinueطبقه بندي فيلترها

اسلاید 42: عوامل زیر در عملکرد فیلترها دخالت مستقیم دارد: -          درجه حرارت آب-          غلظت مواد معلق-          کیفیت چسبندگی ذرات-          اندازه و نوع ذرات معلق موجود-          ارتفاع بستر-          اندازه‌ی ذرات بستر و تخلخل آن-          نازل‌ها-          ارتفاع آب و غیره

اسلاید 43: واحد سالم‌سازی آب(کلر زنی) 1- نبودن راندمان 100% هيچ كدام از فرايند ها به تنهايي يا به صورت مركب2- ايجاد خطر مجدد درشبكه انتقال کلرزنی اولیه برای کاهش میکرو ‌ارگانیسم‌ها و تبدیل آمونیاک و نیتریت آب خام به نیترات انجام می‌گیرد ولی کلرزنی ثانویه برای از بین بردن کامل آلودگی های باقی‌مانده و سالم نگهداشتن آب صاف انجام می‌گیرد.

اسلاید 44: ساختمان كلر زنياتاق کلریناتورانبار ذخیره‌ی کپسول‌هامعمولا اتاق کلرزنی به جرثقیل سقفی 6 حرکته برقی 2 تنی جهت جابجایی کپسول‌ها مجهز می‌شودوسایل ایمنی برای مواقع نشت کلر: مواردی مانند دوش اضطراری، حوضچه‌ی آهک و وسایل تهویهاتاق فرمان و كنترلحوضچه‌ی خنثي‌سازي

اسلاید 45: حد مجاز آستانه (TLV) آن در هواي استنشاقي، معادل 3 ميلي‌گرم در مترمكعب تنفس گازكلر به مقدار زياد باعث مسموميت بسيار شديد شده و گاهي مرگ آور است.

اسلاید 46: Chlorination MechanicsSodium hypochlorite injection system

اسلاید 47: Chlorination MechanicsGas chlorination

اسلاید 48: Chlorination MechanicsChemical feed pump (diaphragm pump)Pictures courtesy of LMI/Milton Roy

اسلاید 49: Chlorination MechanicsSodium hypochlorite injection system

اسلاید 50: Thank you for your attentio